数控编程子程序应用

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一、前言

随着社会的进步、生产的发展，人们对产品提出了越来越高的要求，产品的精度也日趋精确，造型异常复杂。在数控加工领域更是如此,汽车零部件、飞机零部件等造型日趋复杂，给数控加工提出了更高的要求。我们在平时的产品制作中有许多编程手段：简单零件直接用基本指令进行编程自动加工，稍微复杂的零件可以采用宏程序进行制作，异常复杂的元器件则可以采用CAD/CAM编程软件自动加工等。由于不同地域硬件配置不同操作，编程人员专业素养存在差别，很难做到统一采用宏程序和CAD/CAM软件自动进行加工（比如中西部欠发达地区），这时可以利用已有的编程指令进行灵活编程亦可达到加工要求。本文正是基于上述原因提出的一个编程技巧：利用子程序和G17，G18，G19联合编程完成产品加工。

二、凸圆柱面加工

如下图1、2所示为一个板状零件，要求加工零件的凸圆柱面及相连的倒圆角面（进行精加工）。由于工件比较薄且刚性不足，需要利用底面M面进行定位装夹加工。在进行端面铣削时编写程序会有点困难。下面我们利用子程序和G18指令来完成编程。

首先简单介绍子程序：

程序分主程序和子程序。一个以程序号O开始，以M99结束的程序称作子程序。子程序是相对主程序而言的，主程序可以调用子程序。当一次装夹加工多个零件或一个零件有重复加工部分时，可以把这个图形编成一个子程序存储在存储器中，使用时反复调用。子程序的有效使用可以简化程序并缩短检查时间。M99可以不必出现在一个单独的程序段中，作为子程序的结尾，这样的程序段也是可以的：G90 G00 X0 Y100.0 M99。子程序调用指令M98可以和运动指令出现在同一程序段中：G90 G00 X-75.0 Y50.0 Z53.0 M98 P40035。在这种情况下，先执行X、Y坐标移动之后再执行调用子程序指令M98。子程序可以多级嵌套，一般子程序调用可以嵌套4级。每次调用子程序时的坐标系、刀具半径补偿值、坐标位置、切削用量等可根据情况改变，甚至可对子程序进行镜像、缩放、拷贝等。

子程序的构成：如图3所示。

G17，G18，G19编程指令简单介绍：

平面选择G17、G18、G19指令分别用来指定程序段中刀具的插补平面和刀具半径补偿平面。G17：选择XY平面；G18：选择ZX平面；G19：选择YZ平面。

下面进行程序的编制。如图4所示，利用CAD/CAM软件分析知D点坐标为X=19.3649，Y=0；C点坐标为X=14.5237，Y=1.25。利用FANUC Oi系统加工中心进行装夹加工。加工时用半径为4的球头铣刀进行加工，编程原点设在图1所示的B点（B点处于前端面位置），由于刀具为球头刀，对刀时Z方向对刀数值需要向上抬高一个刀具半径4。工件Y方向需要加工距离为45mm。程序如下：

主程序：

O1；

G91G30Z0； 回到换刀点

T01； 寻找1号刀

M06； 刀具交换

G90G80G40G21G17； 取消指令

G54G00X0Y0； 刀具运动到原点

G43Z100.H01； 刀具运动到工件上

方100处

S1000M03； 主轴正转

X25.； 刀具定位到X25.

Z25.； 刀具靠近工件

GO1Z0F100； 刀具运动到Z向对刀平面

M98P230002； 调用子程序加工零件

G90G17G00Z100.； 加工完毕，抬刀

M05； 主轴停转

M30； 程序结束

子程序

O0002；

G18； 指定ZX(G18)平面

G90G01X19.3649； 刀具运动到D点

G02X14.5237Z1.25R6.； 加工R6圆弧

G03X-14.5237R40.； 加工R40圆弧

G02X-19.3649Z0R6.； 加工R6圆弧

G01X-25.； 刀具退出

G91Y1.； Y方向进一个步距

G90G01X-19.3649Z0； 运动到起点位置

G03X-14.5237 Z1.25R6； 加工R6圆弧

G02X14.5237Z1.25R40.； 加工R40圆弧

G03 X19.3649Z0R6.； 加工R6圆弧

G01X25.； 刀具退出

G91Y1.； Y方向进一个步距

M99； 子程序结束

三、结语

本文综述了子程序与坐标平面指令联合编程的方法。并以板状零件凸圆柱面及倒角面的加工为例，讨论了联合编程的基本注意事项。最后给出了零件加工的完整参考程序。随着社会进步和生产力的发展，数控编程也在朝着CAD/CAM软件自动编程方向发展。

（作者单位：赣州江西技师学院）